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2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變

發(fā)布時間:2021-02-02 責任編輯:lina

【導讀】自2019年國內5G正式商用開始,5G已經走過了2個年頭,5G前進的步伐也越來越清晰。截止到2020年四季度,全球已經有超過100個國家的5G商用網絡正在運營,國內的5G基站也超過了60萬個。于此同時,我們也看到,基于5G網絡的各種各樣的行業(yè)應用,如4K/8K視頻、云游戲、VR、電網、工業(yè)控制等給用戶帶來了極致體驗。
  
自2019年國內5G正式商用開始,5G已經走過了2個年頭,5G前進的步伐也越來越清晰。截止到2020年四季度,全球已經有超過100個國家的5G商用網絡正在運營,國內的5G基站也超過了60萬個。于此同時,我們也看到,基于5G網絡的各種各樣的行業(yè)應用,如4K/8K視頻、云游戲、VR、電網、工業(yè)控制等給用戶帶來了極致體驗。相信在新的一年,我們能看到更多5G網絡應用在垂直行業(yè)帶來的千行百業(yè)的變革和升級。
 
一、行業(yè)概述
 
1、移動通信代際技術進步
 

1G:1986-1999

采用模擬信號,最大速率2.4K

2G:1991-至今

采用數字信號,采用時分復用的多址方式及更高階的調制方式,增大了相同寬帶下攜帶的信息量,從而提高了頻譜的利用率。主流技術是GSM與CDMA,最大速率64K

3G:2009-至今

采用數字信號,采碼分復用、Rake接收,改變了信息接受方式,而智能天線可以自適應用戶的移動使信號更穩(wěn)定、多用戶檢測等,進一步提升了頻譜的利用率和信噪比。主流技術是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA,最大速率2M

4G:2013-至今

采用數字信號,采用OFDMA技術提升了頻譜的使用率,ICIC技術通過提高有效信號的功率實現更好的信噪比,MIMO技術使用了更多天線,實現了多點收發(fā)。主流技術是FDD、TDD,最大速率100M

5G:2019-至今

采用數字信號,采用了全新的信道編碼方式,即數據信道用LDPC編碼,控制信道和廣播信道用Polar編碼。這一改進可以提高NR信道編碼效率,能以低復雜度和低時延,同時通過Massive MIMO超密集組網來提升頻譜利用率和信噪比。主流技術是NR,最大速率20G

 
美國數學家、信息論創(chuàng)始人香農,提出著名的公式:C=W log2(1+S/N)。式中:W是信道帶寬(赫茲),S是信道內所傳信號的平均功率(瓦),N是信道內部的高斯噪聲功率(瓦)。通過這一公式可以知道,信息傳輸速度與帶寬和信噪比之間的數學關系。
因此,移動通信技術每一次的升級,就是通過不同的技術手段。提升可用帶寬,提高已有寬帶的使用率以及信噪比,進而達到高速率、低時延和更穩(wěn)定的傳輸,這三個功能指標上的飛躍。即:“更高、更快、更穩(wěn)”?。?!
 
2、5G三大應用場景對應的技術協(xié)作
   根據國際電信聯(lián)盟(ITU)對5G應用場景的定義,可分為三大應用場景,即eMBB(Enhance Mobile Broadband)增強移動帶寬、uRLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications)超高可靠低時延通信、mMTC(Massive Machine Type Communications)海量機器通信等。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
而在這三大應用場景的背后,具體的技術協(xié)助究竟是如何實現的呢?
eMBB:信道帶寬提升+提高NR信道編碼效率+Massive MIMO超密集組網
信道寬帶提升其實最好理解,就像馬路一樣,馬路越寬車就能跑的越快。2G的信道寬帶普遍只有10MHz,而5G達到了100MHz,毫米波上甚至能支持400MHz,提供了更快的條件。
 
4G時代數據信道所用turbo碼、控制信道用TBCC,該信道編碼方式在更高的速率上容易出錯,而5G NR采用了全新的信道編碼方式,即數據信道用LDPC編碼,控制信道和廣播信道用Polar編碼。這一改進可以提高NR信道編碼效率,能以低復雜度和低時延,擴展達到更高的傳輸速率。
 
MassiveMIMO超密集組網就是增加了基站的密度,在同一個基站內增加了天線的數量,通過載波聚合,就能實現更快的速率。這就像原來一堆貨物只有一個大卡車一趟一趟的搬運,現在來了幾百輛小卡車,一次性就全部搬完。
 
uRLLC:邊緣計算
5G實現低時延除了提高了NR信道編碼效率外,最重要的就是邊緣計算了。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
當數據中心部署的位置離設備越近的時候,數據傳輸的時延就越低。因此,為了實現更低的時延,會把對時延要求敏感的數據處理放在離基站更近的地方,即放在網絡的邊緣端,也就是邊緣計算了。
 
mMTC:NB-IOT
mMTC在國外還有eMTC技術,但在國內就只有NB-IOT技術了。NB-IOT技術是第一種專門為實現海量物聯(lián)網設備通信設計的技術,在2020年7月9日結束的ITU-R WP5D #35會議上,3GPP技術正式被接受為ITU IMT-2020 5G技術標準。
 
3、政策對5G產業(yè)的大力扶持
自5G商用以來,國家各部委頻頻出臺各類政策來支持5G的發(fā)展,各地方政府也紛紛確定了5G的發(fā)展目標。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
二、5G的發(fā)展現狀
 
1、5G產業(yè)鏈現狀
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
核心設備制造商:現全國具備提供5G核心通信設備的企業(yè)只有華為、中興、愛立信、諾基亞、三星5家企業(yè)。受中美貿易糾紛影響,華為的市場份額有所下降,但目前仍以32.%的占比排名第一。中興通信自與美國和諧以后,奮發(fā)圖強,市場份額穩(wěn)步提升,目前已經以14.2%,排名第三。第二則是愛立信,占據30.7%,但隨著瑞典對華為的5G禁令,不排除未來受國內訂單的影響,排名會初步下降。諾基亞目前雖然以13%的市場份額排名第四,但由于失去了中國市場,前景堪憂。
 
運營商:中國移動及中國電信是國內最積極的運營商,截止目前移動已經擁有了1.65億的5G用戶,電信則擁有了8650萬的5G用戶。聯(lián)通已開啟5G服務,但至今未公布自己的5G用戶數,而廣電離5G商用還需要時日。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
行業(yè)應用方案:5G在千行百業(yè)雖然側重點不同,但均有應用落地,5G+文娛、5G +醫(yī)療、5G +工業(yè)、5G +電網、5G +金融、5G +零售、5G +出行、5G +生活、5G +智慧城市、5G+農業(yè)等等。
 
但比較遺憾的是,除了手機行業(yè),其他行業(yè)目前仍看不到5G爆發(fā)的跡象。這也為5G的發(fā)展蒙上了一層陰影。
 
2、5G行業(yè)應用現狀
手機:5G手機月出貨量已經達到2014萬部,占國內手機出貨比例接近70%。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
從手機品牌市場占有率情況統(tǒng)計,華為以48.4%的占有率排名第一,榮耀手機以10.3%的占有率排名第二。蘋果由于新機發(fā)布較晚,占有率僅為5.9%。而2020年銷量不錯的小米則僅以1.8%的占有率,排在第七。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
其他應用場景,目前均實施卡位戰(zhàn)略,打造標桿案例為主,下面我們看看國內巨頭的布局情況:
5G+文娛:央視頻借勢5G布局4K/8K超高清視頻
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
“央視頻”是中央廣播電視總臺為適應移動互聯(lián)網時代的用戶使用需求,基于5G+4K/8K+AI等新技術,推出的總臺綜合性視聽新媒體平臺,也是中國首個國家級5G新媒體平臺。
5G+出行:大唐移動智慧交通方案
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
2018年,大唐移動與廈門市交通運營局達成戰(zhàn)略合作,共同推出廈門5G智慧交通應用發(fā)展;并聯(lián)合廈門公交集團、中國聯(lián)通集團共同發(fā)布了國內首個面向5G的城市級智能網聯(lián)應用---廈門5G BRT智能網聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)。
 
5G+醫(yī)療:中國聯(lián)通布局5G智慧醫(yī)療
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
中國聯(lián)通與福建孟超醫(yī)院、深圳市人民醫(yī)院、首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院聯(lián)合完成了多次5G遠程手術試驗,均舉得完美成功。
 
三、2021年5G發(fā)展展望
 
可以說,2020年是5G在千行百業(yè)不斷探索的過程,雖未開花結果,但均落地生根。而2021年,會在原來的行業(yè)場景進行深耕,5G會從“5G+行業(yè)”的試驗模式,轉變?yōu)?ldquo;5G+產品”的應用模式。
 
1、5G+弱終端
所謂“弱終端”,就是終端本地的計算能力很弱,只能提供信息分發(fā),簡單操作、顯示以及簡單的數據處理能力,大部分計算能力都遷移到了云端。代表產品有“云手機”、“云電腦”、“云桌面”等產品。
 
2021年1月26日,中國電信發(fā)布了第一款5G云手機“天翼1號2021“,相比其他5G手機動輒3000以上的價格,“天翼1號2021“只需要1199,比4G手機還便宜。原因就在于,這是一個弱終端。該手機本地的配件性能不需要很高,只需要把計算放在云端,加上5G網絡低時延的特征,用低性能的配件就可以達到與現有主流5G手機一樣的使用感受。
 
2020年9月,阿里推出了云電腦,這款電腦沒有本地CPU、硬盤、顯卡、內存、顯示器等等設備,全部都在云端。當用戶想要使用云電腦時,只需要在這個卡片上進行指紋識別,并且連接到顯示屏和網絡即可隨時使用。
 
以上的產品能否在2021年爆發(fā)尚有爭議,但下面這個產品,在2021年大概率會成為行業(yè)的焦點。
 
這個產品就是“云桌面“,“云桌面“其實已經發(fā)展很多年,但受制于辦公帶來的延遲感體驗較差,發(fā)展尚未普及。隨著5G、wifi6及邊緣計算等技術成熟,這個瓶頸則有望被解決。5G、wifi6+邊緣計算帶來的高可靠性及低時延性,完全可以讓”云桌面“在任何場景都擁有與現有辦公場景一樣的體驗。
 
由于計算、存儲全在云端/邊緣端,“云桌面“的載體計算機可以完全弱化,采用全國產化的配件,成為一個完完全全的國產弱終端,飛騰CPU+紫光內存+長江儲存硬盤+京東方屏幕+麒麟系統(tǒng)。不提脫離美國企業(yè)的控制這些,單成本就要下降一倍以上,再加上“云桌面”的安全優(yōu)勢,“云桌面”2021年值得期待。
 
2、5G+網絡租賃
即5G專網。5G公網應用受制于基站成本高、功耗太高、導致覆蓋不足,行業(yè)應用發(fā)展緩慢。而5G專網可以跟進客戶需求進行建網,并且收取建設費、帶寬租賃費等。這就使得運營商的投入產出得到可靠的回報。
 
而在客戶使用上,窄帶專網設備移動性受限,實際應用不方便;工業(yè)級wifi穩(wěn)定些和安全性較差,無法滿足實際行業(yè)需求;LTE專網終端模組成本非常高,應用難以鋪開。而部分無線專網使用非3GPP標準,限制多,技術更新慢,跟不上行業(yè)應用的演進。
 
5G專網可以根據部署范圍進行區(qū)域設計,使用特定頻段,網絡需求個性化,部署靈活,特別適合對時延要求苛刻、可靠性要求高、上行速率要求高、數據安全和隔離要求嚴格的場景。如醫(yī)療、能源、制造業(yè)等等。
 
目前,三大運營商業(yè)已經分別針對5G專業(yè)設計了產品。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
中國移動:優(yōu)享、專享、尊享三種模式
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
中國電信:致遠、比鄰、如翼三種模式
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
中國聯(lián)通:虛擬專網、混合專網、獨立專網三種模式
 
盡管三家運營商對5G專網部署方式的命名不同,但基本架構是一致的。
 
3、5G+消息分發(fā)
  即5G消息。5G是短信業(yè)務的升級,是面向用戶提供增強的消息服務,能夠為用戶提供文本、圖片、音頻、視頻、位置、聯(lián)系人(vCard)等媒體內容的發(fā)送和接收。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
5G消息具備安全可靠、陌生人聊天、功能齊全等能力,能夠實現消息業(yè)務能力升級,提升用戶體驗,是有機會重新喚醒短信業(yè)務,與當前OTT類聊天應用軟件一較高下的。
  當然,5G消息的發(fā)展業(yè)面臨著重大的挑戰(zhàn),主要有以下三點:
1)OTT類應用10年的用戶習慣已經養(yǎng)成,5G消息單純的社交和服務能力是否可以撬動用戶。
2)終端機型適配還不夠多。5G消息是終端強依賴的業(yè)務,終端是否支持5G消息是該業(yè)務推廣的最大障礙。好在的是,2020年4月8日發(fā)布會上,華為、小米、OPPO、vivo三星等品牌的收集均通過了5G消息的功能測試。
3)跨平臺入口問題,為進一步提升用戶粘性,適應更多場景,需要支持跨終端適配的需求。
 
此外,在終端應用升級、用戶體驗優(yōu)化、惡意消息監(jiān)控,行業(yè)應用推廣、商業(yè)模式創(chuàng)新等方面,5G消息業(yè)將面臨眾多挑戰(zhàn)。
 
2020年,中國電信、中國聯(lián)通5G消息平臺兩次流標,但正所謂好事多磨,5G消息平臺流標不影響5G消息發(fā)展前景。相反,無論在供給側還是需求側,5G消息都被市場所接受,它必將作為新基礎設施,擁有著光明的前景。
 
2020年中央經濟工作會議會議指出,要大力發(fā)展數字經濟,加大新型基礎設施投資力度。十四五規(guī)劃建議進一步提出系統(tǒng)布局新型基礎設施,加快第5代移動通信、工業(yè)互聯(lián)網、大數據中心等建設,推動物聯(lián)網、大數據、人工智能等同產業(yè)深度融合等相關要求,為信息通信產業(yè)發(fā)展指明了前進方向。
 
為充分發(fā)揮5G技術和電子信息產業(yè)效能,推動5G產業(yè)快速發(fā)展,展現行業(yè)領先的創(chuàng)新應用成果,加強5G應用的展示宣傳推廣以及電信運營企業(yè)、通信設備企業(yè)、行業(yè)應用企業(yè)與用戶的對接合作,助推5G應用落地,支撐經濟高質量發(fā)展。組委會在第九屆中國電子信息博覽會(CITE 2021)期間舉辦高規(guī)格5G系列主題活動,如5G峰會、5GNB-IoT創(chuàng)新應用、5G+自動駕駛、5G+AR/VR、5G+8K超高清、5G+工業(yè)互聯(lián)網等活動。并組織5G-AIoT創(chuàng)新應用主題展區(qū),其中自動駕駛車聯(lián)網、無人機主題展區(qū)在7、8號館,工業(yè)互聯(lián)網、8K超高清和AIoT在1號館,歡迎產業(yè)界朋友參與交流合作。
 
2021年5G展望:從5G+行業(yè)到5G+產品的轉變
 
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